初中物理课程的基本理念是“从生活走向物理, 从物理走向社会”, 而且物理是以实验为基础的一门科学, 所以提倡教师利用生活中随处可见的生活用品自制教具进行实验。“瓶瓶罐罐”做实验, 不仅节省了教学开支, 而且使得物理实验更加贴近于学生生活, 符合学生的认知特点, 激发了学生的学习兴趣, 培养了学生的创新以及动手能力。笔者发现塑料瓶在初中物理实验自制教具中有着不可或缺的作用, 尤其是在压强与浮力这一章节当中。笔者利用“塑料瓶”再结合其他生活用品自制了一些简单的低成本物理实验, 下面具体介绍几个案例。
1.“探究压力的作用效果与哪些因素有关”实验
(1) 取一只空塑料瓶, 双手挤压空塑料瓶可以使瓶子发生形变, 说明了力能改变物体的形状。如果施加的力增大, 瓶子的形变程度就增大, 这表明力的作用效果与力的大小有关, 力越大, 力的作用效果越明显。
(2) 首先取一只空塑料瓶, 将少量水装入瓶中, 再将装有水的瓶子倒放在海绵上, 观察到海绵凹陷。接着讲塑料瓶装满水倒放在海绵上, 通过改变装有水的质量来改变塑料瓶对海绵的压力, 发现水增加后即对海绵的压力增大后, 海绵凹陷的更加明显。从而可以得出压力的作用效果与压力大小有关即:当受力面积一定时, 压力越大, 压力作用效果越明显。
(3) 取一只空塑料瓶, 将瓶中装满水盖上瓶盖。先后将瓶子正放以及倒放在海绵上, 比较海绵的凹陷程度。发现装有相同质量水的瓶子倒放在海绵上时海绵的凹陷程度较明显。从而可以得出压力的作用效果与受力面积有关:当压力一定时, 受力面积越小, 压力的作用效果越明显。
2“验证大气压的存在”
(1) 取一只空塑料瓶, 将塑料瓶中灌一些热水, 上下摇晃几下, 再将热水倒出, 拧紧瓶盖, 等瓶子冷却观察瓶子的变化, 发现瓶子变憋了, 从而体验了大气压的存在。利用塑料瓶做实验证明大气压的存在, 相较于教材上的易拉罐实验 (需要酒精灯、铁架台) 实验器材更加简单易取, 成本更低、安全。而且每个学生能够亲手体验。
(2) 取一只装满水的塑料瓶, 将塑料瓶浸没在水中如图甲所示;首先抓住瓶底将瓶子向上提, 观察到瓶口再未离开水面之前, 瓶子始终处于装满水的状态, 如图乙所示;接着在瓶底钻一个小孔, 再将瓶子从浸没状态向上提, 会发现瓶中水面下降, 瓶中水面与瓶外水面相平, 如图丙所示, 可以证明大气压的存在。
3“液体内部压强与深度的关系”
取一只空塑料瓶, 在塑料瓶的侧壁钻三个上下位置不同的小孔, 使其三个小孔在一条竖直直线上, 用胶带纸将小孔封住, 给瓶里充满水。首先将塑料瓶放在足够高的桌面上, 再将胶带纸撕掉, 通过观察不同小孔向外喷射水的远近程度来判断液体压强的大小。通过实验现象能够得到小孔的位置越低时向外喷水的水平射程越大即同一液体深度越大, 压强越大。
此实验不仅说明了液体压强与深度的关系, 还可以说明液体对容器侧壁有压强;若在塑料瓶底部钻孔, 发现水会从瓶底射出, 可以说明液体对容器底部有压强。使用塑料瓶进行实验首先便于实验观察, 而且塑料瓶便于打小孔可以多次使用, 而且利用废弃塑料瓶可以有效地降低实验成本。
4“探究流体压强与流速的关系”
(1) 利用塑料瓶自制漏斗
对着放有乒乓球的自制漏斗吹气, 可以直接用嘴吹气或者用电吹风吹、用放气中的气球等吹气方式, 观察乒乓球会不会掉下来。发现对着自制漏斗口向下吹气, 乒乓球不会向下掉。对乒乓球受力分析, 乒乓球此时处于静止状态, 受力平衡, 乒乓球受到重力和一个向上的力。这个向上的力就是乒乓球上下表面产生的压力差, 从而说明乒乓球上方流速大压强小, 乒乓球下方流速小压强大, 所以形成了一个向上的压力差。
(2) 利用塑料瓶和吸管自制喷雾
首先将一只吸管竖直放在水中, 再将另一只吸管水平放置在竖直吸管的上方, 如右图所示, 这样用力吹水平吸管, 导致竖直放置的吸管上方空气流速大, 压强小, 从而水会在大气压强的作用下从吸管中喷出, 从而制成口吹喷雾。
以上几组实验均是将身边随处可见的塑料瓶运用到物理实验活动当中, 这样除了可以培养学生的动手能力和创新意识外, 还能培养学生将物理知识与实际生活相联系的意识。充分体现了新课程标准“从生活走向物理, 从物理走向生活”的教学理念。
摘要：初中物理教学当中, 实验是教学中的一个重要环节, 而且实验有利于提升学生的学习兴趣。而利用生活中随处可见的器材“塑料瓶”自制教具, 使得实验更加贴近于学生生活, 有利于培养学生的创新以及动手能力。
关键词：物理实验,自制教具,塑料瓶
参考文献
[1] 娄芳金.用塑料瓶做两个物理实验[J].物理实验, 1996 (04) :155.
[2] 贺兴梅.废塑料瓶在物理实验中的应用[J].物理实验, 1992 (01) :16.
[3] 陈扬清.初中物理实验教学方法的创新思路[J].教育教学论坛, 2016 (02) :254-255.
[4] 王亚娟.利用综合实践活动拓展初中物理实验教学[J].课程教学研究, 2014 (06) :63-66.
[5] 丁铁明.谈初中物理实验教学与学生创新能力的培养[J].学周刊, 2014 (36) :183.